CN117481954A - 一种视觉刺激方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种视觉刺激方法，包括：通过眼镜的至少一个外部摄像头捕捉外部场景以生成视觉信号，所述眼镜的显示模块基于所述视觉信号、分别在第一植入视野范围内和第一实际视野范围内向已植入眼底植入物的患者的眼球提供关于所述外部场景内至少一个物体的成像，其中，所述第一实际视野范围与所述患者的视网膜的位置相对应，并且所述第一植入视野范围与所述眼底植入物在所述视网膜内的位置相对应。

Description

一种视觉刺激方法
技术领域
本发明属于眼部医疗领域，更具体地，本发明涉及一种利用眼底植入物和视频眼镜的视觉刺激方法。
背景技术
眼部作为人体复杂而又敏感的器官，可经受多种疾病和影响其发挥正常功能的能力的其他有害病症。眼部组织的损伤或变性是视力丧失的一个重要原因，由此导致了一些病症，例如，年龄相关性黄斑变性(AMD)。
AMD患者的一部分视野范围(例如，视野范围的中央部份)会缺失，这是因为对应的视网膜区域产生了不可逆的损伤。可以使用眼底植入物形式的人工视网膜技术对视网膜受损区域进行修补。
眼底植入物的正常工作依赖特定波长和特定刺激频率的光的投射。因此需要视频眼镜(下文简称为“眼镜”)将眼底植入物所依赖的特定波长、特定刺激频率和特定On/Off参数(以下用光刺激方法指代)的光投射在患者眼球内的眼底植入物区域上。
传统技术通过VR眼镜形态的光投射眼镜完成对植入物的光投射。传统光投射眼镜创造了一个封闭的视觉环境，以阻挡杂光投射对植入物成像造成干扰。同时传统光投射眼镜内部搭载了与植入物所需的光刺激方法相匹配的发光模组。发光模组会将光投射入患者眼内植入了植入物的区域，从而激活植入物，从而在植入物区域范围内产生视觉恢复效果。很多厂商为了聚集能量，会将大范围投射的光汇聚在视野范围的某一个区域内，形成单向光投射。
然而，传统技术主要存在以下缺陷：
(1)难以避免患者眼动的干扰。患者的眼动会使得患者眼内植入物和患者眼内瞳孔、晶状体等光学结构的空间位置发生变化。这种变化将导致患者眼内光刺激方法的光投射区域范围与眼底植入物覆盖范围脱离，从而使得患者眼底植入物无法或以低效得到光刺激方法的光投射并使得眼底植入物无法被有效激活。
因此，在使用眼镜进行单向光投射时，患者被训练紧盯受损视野范围，以避免眼动的产生。然而，眼球动作或眼球移动中的一部份是自主可控的，另一部份是不自主且不可控的。具有不自主且不可控的眼球动作或眼球移动的患者，尤其是具有眼部震颤的患者则很难将眼睛稳定注视在一个方向上。另外，即使对于不具有眼部震颤的患者而言，人眼部的肌肉也需要放松，如果长时间凝视一个点则容易造成眼部肌肉疲劳，从而造成用户眼睛受损，影响用户体验。
(2)无法有效利用患者的残余视力区域。AMD患者只是视网膜的部份受损区域因损伤而造成部份视野缺失，患者有残余视力。而眼底植入物的覆盖区域与未被眼底植入物覆盖的患者视网膜的未损伤区域(以下用残余视力区域指代)对光刺激方法的偏好不同。此外，由于眼镜的内部是封闭的空间，因此患者的视野仅仅取决于单向光投射的显示范围。
因此，对于AMD患者来说，虽然由于被植入了眼底植入物而使其受损视野被激活，但受损区域周围的残余视力区域的残余视力不能与适用于眼底植入物的光刺激方法匹配，从而残余视力未得到充分利用和激活。患者要么需要忍受视野中央范围缺失，要么忍受有限的中央视野范围(由植入物恢复的视野范围)。因此，对AMD患者而言，视野范围的总体利用率差，且残余视力区域长时间不接受光刺激容易导致功能衰退。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种视觉刺激方法，其通过一款视频眼镜(例如，混合现实(MR)眼镜)来弥补患者的眼动，同时实现植入物区域与残余视力区域对不同光刺激方法的依赖之间的匹配。
在一个方面，本发明提供了一种视觉刺激方法，包括：通过眼镜的至少一个外部摄像头捕捉外部场景以生成视觉信号，所述眼镜的显示模块基于所述视觉信号、分别在第一植入视野范围内和第一实际视野范围内向已植入眼底植入物的患者的眼球提供关于所述外部场景内至少一个物体的成像，其中，所述第一实际视野范围与所述患者的视网膜的位置相对应，并且所述第一植入视野范围与所述眼底植入物在所述视网膜内的位置相对应。
所述眼镜还可以包括：至少一个内部摄像头，其用于捕捉所述眼球的动作或移动方向；监测模块，其用于基于所捕捉的动作或移动方向来生成监测结果，所述监测结果是指关于所述眼球的动作或移动方向的实时数据；以及计算模块，其用于基于所述监测结果来计算所述患者的第二植入视野范围和第二实际视野范围，其中，所述视觉刺激方法还包括在所述第二植入视野范围内和在所述第二实际视野范围内向所述眼球提供关于所述外部场景内至少一个物体的成像。
所述眼镜还可以包括：驱动模块，其用于在所述第一植入视野范围内、在所述第二实际视野范围内、在所述第二植入视野范围内和/或在所述第二实际视野范围内借助所述显示模块实施视觉增强操作。
所述视觉增强操作可以包括以下中的至少一项：识别所述外部场景中的不同物体；比较所述外部场景中的不同物体之间的距离；区分所述外部场景中的不同物体的颜色；将不同颜色的物体在所述第一植入视野范围和/或所述第二植入视野范围内用不同纹理或不同灰度来呈现；将与所述眼镜相距不同距离的物体在所述第一植入视野范围和/或所述第二植入视野范围内用不同粗细的线条来呈现；将快速接近所述眼镜的物体突出显示；以及突出显示关键物体并且弱化非关键物体。
所述眼镜还可以包括：音频发声单元，所述音频发声单元用于在所述驱动模块进行所述视觉增强操作时提供声音提示。
所述驱动模块可以针对所述第一植入视野范围和/或所述第二植入视野范围实施不同的刺激模式来改变所述第一植入视野范围和/或所述第二植入视野范围在所述显示模块上的显示效果，其中，所述刺激模式可以包括设置以下中的至少一项：匹配所述眼底植入物的特定光波段；所述显示模块在所述第一植入视野范围和/或所述第二植入视野范围内的刷新率；以及所述显示模块在所述第一植入视野范围和/或所述第二植入视野范围内针对所述眼底植入物的on/off时间。
与现有技术相比，本发明利用眼底植入物及眼镜的视觉刺激方法具有至少以下突出优点：
(1)本发明解决了患者眼动对眼底植入物造成成像干扰的缺陷，使得可以对于各种AMD患者稳定地提供在植入范围内对物体的成像，从而增加患者的可视范围，同时缓解眼部肌肉疲劳并增强患者的视觉体验。
(2)本发明解决了患者残余视力区无法被利用的缺陷，使得可以有效激活患者的残余视力区域的视力，防止患者的残余视力区域的视力衰退。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施例一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是示出根据本发明一个实施例的利用眼底植入物和眼镜的成像示意图。
图2是示出根据本发明另一个实施例的利用眼底植入物和眼镜的成像示意图。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施例进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明提出的视觉刺激方法需要使用眼镜和眼底植入物，并使它们配合才能发挥应有的作用(例如，补充AMD患者的视野)。在该方法中，患者(也称“使用者”)需在视网膜受损处植入眼底植入物(例如，经过合适选型的人工视网膜)。
通常，眼底植入物可以对近红外光敏感，对可见光不敏感。在一些实施例中，眼底植入物可以设置成对绿光、蓝光和紫光等独特波段敏感。此外，眼底植入物可以对视觉刺激刷新率，on/off时间有着独特的要求。另外，眼底植入物只占据使用者视网膜中的部份区域，而视网膜中的其余区域存在正常的或残余的视力。因此，眼底植入物对光刺激的需求和视网膜其它区域的需求不同。
图1是示出根据本发明一个实施例的利用眼底植入物和眼镜的成像示意图。
如图1所示，在眼球8的视网膜11的受损组织上设置眼底植入物12。眼球8包括晶状体9和瞳孔10。视网膜11可以感受在眼镜的显示屏上的实际视野范围2。眼底植入物12可以感受在眼镜的显示屏上的植入视野范围1。眼镜本身在图1中未示出。在本发明中，植入视野范围嵌入实际视野范围当中并被实际视野范围包围，并且植入视野范围与实际视野范围共同构成患者能看到的整个视野范围。
在一些实施例中，在患者佩戴的眼镜外部(例如眼镜外壳)处可以设置有多个外部摄像头，以捕捉外界不同角度的外部场景，从而生成视觉信号。在一些实施例中，在眼镜内部还可以包含多个内部摄像头以捕捉使用者的眼球的动作或移动方向。例如，内部摄像头可以每秒60次的频率捕捉眼球的动作或移动方向。
在一些实施例中，眼镜可以包括监测模块，该监测模块可以基于多个红外光源与红外高速内部摄像头来监测所捕捉的眼球的动作或移动方向。
在一些实施例中，眼镜还可以包含计算模块，该计算模块可以嵌入算法，该算法可根据监测模块的监测结果来计算患者的当前植入视野范围(例如计算患者的当前植入视野范围在整体视野范围中的边界)。此边界可以对应到眼镜内的显示屏上的像素级范围。在本文中，所述监测结果可以指关于眼球的动作或移动方向的各种实时数据。
在一些实施例中，在佩戴眼镜前，使用者可以通过眼底检查得到眼底成像图像。通过该眼底成像图像可观察并勾画出眼底植入物在视网膜上的影响范围。根据眼底植入物的植入物参数、通过计算可得到眼底植入物对患者视野影响的范围(即植入视野范围)。在一些实施例中，植入物参数可以包括：眼底植入物的型号(尺寸，形状等)；在眼底植入物被植入后，眼底植入物朝向的矢量方向；以及眼底植入物的中央点距黄斑中央点的矢量距离等。
在一些实施例中，患者在第一次佩戴眼镜时，可以执行初步校正。医生向眼镜输入患者眼底植入物的植入参数，眼镜将自动选取显示屏的显示范围内的对应区域作为植入视野范围。
在一些实施例中，患者在每次自行佩戴眼镜时，眼镜都会进行佩戴校正。眼镜会自动基于初步校正的结果进行视野范围的上和下平移、左和右平移、缩放和扭曲视野范围等测试。患者在每一次测试时可以通过手机输入、语音输入或眼镜上的按键输入显示效果的评价，最终获得一个最佳的显示效果。
在进行上述校正时，眼镜可以修改与植入物对应的显示范围(例如，植入视野范围)的显示效果。在一些实施例中，可以使用匹配眼底植入物的特定光波段、刷新率与on/off时间的刺激模式来修改显示效果。刷新率对应于每秒显示在眼镜的显示模块上的图片张数。on/off时间对应于所显示的图片的显示时间与所显示的图片的间隔时间(此时显示模块显示为黑屏)。
可以设置眼镜中显示模块的刷新率，例如可以设置为120Hz。患者的正常视野按照正常的眼镜(例如MR眼镜)显示效果进行显示。与眼底植入物对应的视野范围(即，植入视野范围)可以按照与眼底植入物匹配的视觉刺激方法进行设置。
在一些实施例中，植入视野范围可以被眼镜中的显示模块调整为以蓝紫光的波段进行显示。
在一些实施例中，可以特定刺激模式设置植入视野范围的on/off时间。例如，刺激模式被设置为：显示1帧，约8.3毫秒(即上述显示时间)。后关闭3帧，约25毫秒(即上述间隔时间)。以4帧为一个周期，使用120Hz刷新率的显示屏进行30Hz的视觉刺激。由此，植入眼底植入物的部位采用了眼镜中的与之匹配的刺激模式来成像，同时植入物周围的部位可以正常使用眼镜进行成像。
在一些实施例中，眼镜可以运行视觉增强程序，该视觉增强程序可以处理由外部摄像头捕捉到的来自周围环境的视觉信号，以识别不同物体、比较不同物体之间的距离、区分物体的颜色等。
在一些实施例中，眼镜可以包括运行视觉增强程序的驱动模块，驱动模块可以使显示模块(例如，显示屏)在实际视野范围和植入视野范围上分别有区别地显示物体经过视觉增强操作后的成像。例如，驱动模块可以进行视觉增强操作，以使显示模块将不同颜色的物体在植入视野范围内用不同纹理或不同灰度来呈现。例如，驱动模块可以进行视觉增强操作，以使显示模块将与眼镜相距不同距离的物体在植入视野范围内用不同粗细的线条来呈现。例如，驱动模块可以进行视觉增强操作，以使显示模块将快速接近的物体(如汽车或自行车等)突出显示。
在一些实施例中，驱动模块可以进行视觉增强操作，以使显示模块将不同物体的轮廓通过线条勾勒。例如，驱动模块可以进行视觉增强操作，以使显示模块突出显示关键物体，弱化非关键物体。在一些实施例中，关键物体可以例如是预先标记的日常使用的物体，比如牙刷、鞋子、衣物等，而不属于关键物体的物体可以被标记为非关键物体。
在一些实施例中，在驱动模块运行视觉增强程序时，还可调用眼镜中的音频发声单元，使得可在进行视觉增强的过程中同时进行声音提示。
在一些实施例中，驱动模块可以通过显示模块实施上述刺激模式。
图2是示出根据本发明另一个实施例的利用眼底植入物和眼镜的成像示意图。
如图2所示，眼球8可以经历转动7，此时实际视野范围2可以经历移动6而到达实际视野范围4，由此植入视野范围1可以经历移动6而到达植入视野范围3。实际视野范围2和实际视野范围4都被包含在眼镜的显示屏上的整体显示范围5中。眼镜本身在图2中未示出。
在该实施例中，眼镜可以利用多个内部摄像头捕捉眼球的动作或移动方向，利用监测模块来监测所捕捉的眼球的动作或移动方向，利用计算模块来计算眼底植入物在实际视野范围内的植入视野范围中的边界，并且利用显示模块在患者的植入视野范围内和实际视野范围内分别对物体成像。在一些实施例中，眼镜可以利用驱动模块运行视觉增强程序，以使显示模块对所成像的物体进行视觉增强操作。
以上详细描述了本发明的优选实施例，但是，本发明并不限于上述实施例中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施例中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施例之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (6)

1.一种视觉刺激方法，包括：
通过眼镜的至少一个外部摄像头捕捉外部场景以生成视觉信号，
所述眼镜的显示模块基于所述视觉信号、分别在第一植入视野范围内和第一实际视野范围内向已植入眼底植入物的患者的眼球提供关于所述外部场景内至少一个物体的成像，
其中，所述第一实际视野范围与所述患者的视网膜的位置相对应，并且所述第一植入视野范围与所述眼底植入物在所述视网膜内的位置相对应。
2.根据权利要求1所述的视觉刺激方法，其中，所述眼镜还包括：
至少一个内部摄像头，其用于捕捉所述眼球的动作或移动方向；
监测模块，其用于基于所捕捉的动作或移动方向来生成监测结果，所述监测结果是指关于所述眼球的动作或移动方向的实时数据；以及
计算模块，其用于基于所述监测结果来计算所述患者的第二植入视野范围和第二实际视野范围，
其中，所述视觉刺激方法还包括在所述第二植入视野范围内和在所述第二实际视野范围内向所述眼球提供关于所述外部场景内至少一个物体的成像。
3.根据权利要求2所述的视觉刺激方法，其中，所述眼镜还包括：
驱动模块，其用于在所述第一植入视野范围内、在所述第二实际视野范围内、在所述第二植入视野范围内和/或在所述第二实际视野范围内借助所述显示模块实施视觉增强操作。
4.根据权利要求3所述的视觉刺激方法，其中，所述视觉增强操作包括以下中的至少一项：
识别所述外部场景中的不同物体；
比较所述外部场景中的不同物体之间的距离；
区分所述外部场景中的不同物体的颜色；
将不同颜色的物体在所述第一植入视野范围和/或所述第二植入视野范围内用不同纹理或不同灰度来呈现；
将与所述眼镜相距不同距离的物体在所述第一植入视野范围和/或所述第二植入视野范围内用不同粗细的线条来呈现；
将快速接近所述眼镜的物体突出显示；以及
突出显示关键物体并且弱化非关键物体。
5.根据权利要求3所述的视觉刺激方法，其中，所述眼镜还包括：音频发声单元，所述音频发声单元用于在所述驱动模块进行所述视觉增强操作时提供声音提示。
6.根据权利要求3所述的视觉刺激方法，其中，所述驱动模块能够针对所述第一植入视野范围和/或所述第二植入视野范围实施不同的刺激模式来改变所述第一植入视野范围和/或所述第二植入视野范围在所述显示模块上的显示效果，
其中，所述刺激模式包括设置以下中的至少一项：
匹配所述眼底植入物的特定光波段；
所述显示模块在所述第一植入视野范围和/或所述第二植入视野范围内的刷新率；以及
所述显示模块在所述第一植入视野范围和/或所述第二植入视野范围内针对所述眼底植入物的on/off时间。
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